高中自然科學探究與實作：發現問題、課程模組設計與修正 鍾曉蘭 新北市立新北高中 新北市化學課程發展中心 chshirley2007@yahoo.com.tw   n  引言     「自然科學探究與實作」是108課綱的新設的部定必修課程，也是目前討論度頗高的新課程，極少數的學校已實施一年半以上的課程，絕大部分的學校則剛實施一學期以上，課程從規劃到實施，期間各校老師面臨各種挑戰，從課程規劃、教師社群共備、如何進行多元而公平的評量，及如何呈現學習歷程檔案等，一直爭議不斷。許多老師參加很多場研習，卻仍然對如何規劃與如何教授四個探究歷程，存有許多的疑慮。筆者參與多場研習中，觀察到老師們熟習「規畫與研究」的探究歷程，也會儘量安排學生進行不同形式的「表達與分享」，然而對於如何引導學生「發現問題」、「論證與建模」這兩個探究歷程，多半停留在課綱學習內容的字面解讀，對於轉換成實際教學歷程與規劃教材，仍有一些誤解，或課程實施規劃上過於簡約或偏於科學活動的設計，導致課程中實作豐富而探究歷程不足。     如何設計適合學生先前能力的課程模組，又能合乎學生的生活經驗，引起學生學習興趣的課程模組，真的亟需要學校老師們群策群力。課程實施前，許多學校的自然領域便成立教師社群以進行課程共備，一旦進入正式實施課程，共備社群也不斷的因應學生的能力，邊上課邊修正課程進度，課程規劃表也一修再修，期望學生能從課程中習得探究能力。然而，課程的修正不易，因而本期專刊提供三所學校的修正歷程以供讀者參考。此外，筆者也發現老師們對問題類型多半停留在「why」的問題，對於問題類型了解不深，對於如何引導學生提問也缺乏合適的教學鷹架，特別邀請師大附中洪逸文老師，深入說明如何引導學生學習「發現問題」的探究歷程，期望能解決現場教師們某些疑慮。 n  本期專刊介紹 本期的專刊一開始先以師大附中洪逸文老師分享「從 why 到 what-探究問題的層次在教學與學習的意義」，許多現場老師與學生習慣問why的問題，洪老師說明教學策略是要將問題的形式會是從「為什麼？」，轉變成「變化情形是如何？」，到最後可以被探究的問題：「什麼因素讓它變成這樣？」，洪老師在文中提出發現問題的U框架，期待幫助現場老師釐清「發現問題」探究歷程的教與學。其二，是筆者與錦和高中鐘建坪老師、新北高中許舜婷老師及陽明高中謝東霖老師，於一年多前經多次研習與共備產出的「咖啡牛奶的探究與實作課程」，原先設計六週課程，但經過實施後，修改成九週課程，並在原有的課程架構下，增加許多教學引導語，幫助老師進行教學鷹架。其三，是桃園武陵高中張明娟老師與吳德彭老師設計的「武陵高中自然科學探究與實作實施經驗分享」，主要分享該校共備的經歷，課程如何實施的現況、活動的實作評量、如何學習單批閱的分工，及期末紙筆測驗的實施。其三，是中山女高曹雅萍老師、蘇芳儀老師及許哲瑜老師的「中山女高自然科探究與實作實施經驗分享」，文中說明該校共備的情況，也提到不同主題下的學習內容重點主要差異比較，也說明整個課程的修正概況，並提供學生的學習成果示例，以期提供現場老師進行課程設計與修正之參考。

高中自然科學探究與實作：咖啡牛奶的探究與實作課程 鐘建坪1、鍾曉蘭*2、謝東霖3、許舜婷2 1新北市立錦和高中國中部理化科教師 2新北市立新北高中化學科教師 3台北市立陽明高中化學科教師 * chshirley2007@yahoo.com.tw     日前公告的108課程總綱強調自然科學的學習能夠進行跨科統整的探究與實作，／除了著重學生動手操作之外，亦希望協助學生進行有系統地探究相關主題（教育部，2013）。自然科學領綱呼應總綱並提供探究與實作的不同階段與施行步驟，包括：發現問題、規劃與研究、論證與建模以及表達與分享（圖1）（教育部，2018）。新北市化學科課程發展中心參考國家教育研究院任宗浩研究員的演講資料之後（任宗浩，2018），著手將影響熱咖啡加牛奶的溫度變化主題與自然領綱探究與實作的步驟整合，設計學習單與教師操作說明，實際進行教學，形成教學上可操作與研習推廣的教材內容。 圖1：自然領綱提供之探究與實作階段與步驟            目前咖啡飲品在臺灣市場日漸普及，高中學生對於咖啡並非陌生，在其日常生活中常可聽到咖啡搭配牛奶的不同商品，再加上此主題可從化學、物理角度出發探討不同變因的影響，實屬適切可開發的主題，茲將目前操作內容與讀者分享。 n  咖啡牛奶課程     課程時間的規劃依照探究與實作四階段進行，初步課程規畫表如表1。第一階段著重在發現問題，時間為1周2節課，強調如何導入情境、蒐集相關資訊、形成可驗證的問題；第二階段著重在規劃與研究，時間預設為4節課，強調如何協助學生設計與實際操作實驗；第三階段著重在論證與建模，時間預設為4節課，強調協助學生解釋數據、提出結論、建立模型等；第四階段著重在表達與分享，協助學生製作海報/簡報，對自己與他組的成果進行省思與評價。 表1：  咖啡牛奶的初步課程規劃表 週次(時間) 主題：單元 內容綱要說明 1 生活現象的探究與實作:咖啡牛奶篇 Part 1： 試做咖啡牛奶   跨科概念: 物質與能量、科學與生活 [發現問題] l   觀察現象(生活情境引導):觀察咖啡加入牛奶的溶液溫度變化情形，藉以引發探究的動機。 l   形成或訂定問題：探究咖啡牛奶溫度的影響因素與可能關係，提出Whether、What、Why及How等不同類型的研究問題。 l   蒐集資訊：學習從具效度之參考資料庫找尋可驗證的觀點與可能原理為何? l   提出可驗證的觀點：請學生說明所挑選的影響因素，推測影響實驗結果的原因？ 2-3 Part 2： 咖啡牛奶實驗 [規劃與研究] l   依據上週的實驗，找出影響咖啡降溫的可能原因：寫下研究的實驗假設，說明挑選的影響因素，是如何影響實驗結果的？ l   依據你的實驗假設，開始設計一個實驗：實驗的變因為何？說明要如何測量應變變因？預計做幾組實驗？說明每組實驗的初始條件與實驗設計為何？並完整寫出你的實驗流程。 l   設計一個方便記錄你們觀察數據的表格，詳細紀錄實驗結果。 4-5 Part 3： 實驗結果與討論 […]

校本必修與多元選修:發展與實踐校訂課程 鍾曉蘭 新北市立新北高級中學 教育部高中化學學科中心 chshirley2007@yahoo.com.tw   引言 108課綱將學校課程分為二種類型，除了部訂課程，另有校訂課程。學校發展本位課程可以透過課發會的運作擬定課程計畫，並組織課程領導及學習社群，鼓勵教師進行教學研究及進行公開授課。新課綱提倡的校訂課程，強調以學生為本，鼓勵跨域課程與協同教學，提供學生更多元且豐富的學習，藉以發展學生的核心素養。然而大部分的教師們習慣以課綱的學習內容為基礎，依循著教科書的教學架構逐步進行教學，因此對於校訂課程有許多的疑義與實際執行上的困難，包括：如何進行跨域共備、如何找尋合宜的教材、如何設計教學活動與多元評量，這些都是現場老師們目前面臨的挑戰。本期專刊分享六所高中的校訂必修與多元選修課程，提供教師設計課程的示例，祈願對於教師們在設計新課程時，能有所幫助。   本期專刊介紹        本期的專刊是介紹校訂課程之校本必修與多元選修，首先，由張明娟老師與吳德鵬老師介紹武陵高中榮獲108年度教育部教學卓越獎的校訂必修課程—千塘桃花源，此課程融合九大科教師，在不斷的嘗試與共備中，找到武陵人的核心課程：埤塘學。希望學生藉由探索桃園遍布各區的埤塘，引發學生關懷環境永續，培養其社會責任與探究能力。其二，由中山女高曹雅萍老師分享多元選修—專題研究法，主要對象為數理資優班的學生，課程分為一般探索、研究方法訓練、獨立研究實作三大主題，期許未來能推廣到對獨立研究有興趣的普通班級學生。其三，筆者根據新課綱的課程設計理念，設計一門跨領域的多元選修課程—科普寫作與傳播，學生從觀看科普文章、科普影片中，找到有興趣探究的議題或科學主題，不僅學習科學概念，也同時引導學生進行發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享等探究的歷程，將學習的成果寫成小論文與製作科普小影片，促進科學知識進入個人和社會生活。其四，竹山高中陳映辛老師與馮松林老師以科學宅急便活動為基礎，發展的多元選修—生活科學家及科學志工，是以科學實驗探究及生活科學實驗為主體，讓學生從基本實驗操作能力學習開始，學習如何做科學探究，並結合生活相關之科學實驗，讓學生能於日常生活應用科學，做一個生活科學家，最後學生將所學的科學進行志工服務。其五，高雄中學林威志老師與林宗益老師分享的多元選修—化學入門(Ⅰ)(Ⅱ)與化學宅急便，強調「化學即生活；生活即化學」，所有的化學學習都與生活離不開關係！最好的教育就是從生活中學習、從體驗中學習，讓學生能在生活中印證化學原理和概念。其六，花蓮女中陳斾玎、謝文靜及陳文燕三位老師，以跨領域合作設計多元選修課程—花女福爾摩斯：談鑑識、文學、司法，課程依照教學順序，分為鑑識、文學、司法三部分，由化學科探討鑑識科學採集現場其他跡證相關原理，透過實作開始引發學習興趣，國文科作為橋梁，進行犯罪學討論、推理小說續寫、冤獄文學共賞等課程後，以公民科的法律課程接續，進行議題討論、案件分析、模擬法庭，期待能在此課程帶入科學探索、文學賞析、司法嚴謹，並解此培養學生思辨能力。

校本必修與多元選修：新北高中多元選修－科普寫作與傳播 鍾曉蘭 新北市立新北高級中學 教育部高中化學學科中心 chshirley2007@yahoo.com.tw   n  前言 108課綱強調培養學生自主行動、溝通互動及社會參與，以核心素養作為課程發展之主軸，不僅注重各教育階段之間的連貫(12年一貫)，並發展各領域或科目之間的統整 (跨領域/跨科目的課程)。在化學課綱針對科學、科技與社會的主題下(見圖1)，小學階段的學習內容是「引入科技連結科學與生活，引導學生閱讀、理解並思辨新聞中的科學」，國中階段為「強調不同材料對生活與社會的影響，及探討各種發電方式與新興能源對社會、環境等的影響」，到了高中階段則為「強調化學製造流程對日常生活影、社會、經濟、環境與生態的影響，並探討科學性的社會議題(Socio-scientific issues，簡稱SSI)。」(國家教育研究院，2018)。 圖1  化學課綱中關於科學、科技與社會的主題下，各教育階段的學習內容 筆者根據上述課綱的理念，希望設計一門跨領域的多元選修課程，引導學生從觀看科普文章、科普影片中，找到有興趣探究的議題或科學主題，不僅學習科學概念，也同時培養學生進行探究的歷程(發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享)，並積極參與科學知識的傳播，將學習的成果寫成小論文與製作科普小影片，促進科學知識進入個人和社會生活。 n  課程設計理念 筆者本身是高中化學教師，不專精於小論文撰寫與影片剪輯技術，因此邀請本校的圖書館主任(帶領小論文撰寫)與電腦老師(教授PPT製作與影片剪輯技術)一起協同教學，筆者主要是引導學生進行整個科學探究的與影片腳本的設計。 本課程育培養學生的核心素養如表1所示，學習評量主要是：成果與口頭發表(20%)、學習單(20%)、小論文(30%)及學生自製科普影片(30%)。對應學群為：資訊、工程、數理化、醫藥衛生、生命科學、地球環境及大眾傳播。教學資源請參閱表1。 表1  科普寫作與傳播課程設計相關內容 課程名稱 科普寫作與傳播 學分數 2 (高一) 師資來源 o校內單科  █校內跨科協同   o跨校協同   o外聘 課綱 核心素養 A自主行動 oA1.身心素質與自我精進█A2.系統思考與問題解決 █A3.規劃執行與創新應變 B溝通互動 █B1.符號運用與溝通表達 █B2.科技資訊與媒體素養 █B3.藝術涵養與美感素養 C社會參與 █C1.道德實踐與公民意識 █C2.人際關係與團隊合作 oC3.多元文化與國際理解 學習評量 1.      成果與口頭發表(20%) 2.      學習單(20%) 3.      小論文(30%) 4.      學生自製科普影片(30%) 對應學群 █資訊     █工程     […]